基于层次分析法的危险源企业风险评价模型研究

1、第 7卷 第 4期 2007年 12月东华大学学报 (社会科学版 J OU RNAL O F DON GHUA UN IV ERSIT Y (Social Science Vol. 7, No. 4 Dec. 2007基于层次分析法的危险源企业 风险评价模型研究 3肖 亮(浙江工商大学 工商管理学院 , 摘 要 :,监控管理 , , 结合(A HP Analysis Hierarchy Process 层次分析法 方法的危险源, 个危险源企业为样本进行了应用实证分析 。关键词 :; ; 风险评价 ; 实证研究中图分类号 :X 913. 3文献标志码 :A 文章编号 :100929034(200

2、7 0420277206现代科学技术和工业的发展一方面促进了人类社会的经济繁荣 , 另一方面也造成了危险源的广泛存 在 , 并给人类社会带来巨大的灾难 , 如 2005年中国石油吉林石化公司双苯厂爆炸事故 。重大事故的频频发 生使得危险源企业风险评价的研究日益受到重视 , 如何从纷繁复杂的城市危险源中 , 准确地判断出风险较 大的危险源企业 , 已成为国内外政府及学者关注的焦点 。本文在回顾危险源风险评价研究现状的基础上 , 通过对杭州市危险源普查数据的统计分析 , 建立了较具普遍性的危险源风险评价指标体系 , 并以 90个样本 数据为基础 , 进一步探讨了基于 A HP (Analysis

3、Hierarchy Process 层次分析法 的危险源风险评价模型在杭 州的应用实证分析 , 以期为地方政府在危险品或危险企业的监督管理上提供决策依据 。一 、 危险源风险评价研究现状与问题常用的危险源风险评价方法有定性评价方法 、 指数评价方法等 1。 目前被广泛采用的火灾爆炸指数法 、 英国的蒙德评价法 、 日本的六阶段危险评价法和我国的工厂危险程度分级方法属于指数评价方法 23。火 灾爆炸危险指数评价法强调以单元重要危险物质在标准状态下的火灾 、 爆炸或释放出危险性潜在能量大小 为基础 , 同时考虑工艺过程的危险性 , 来计算单元火灾爆炸指数 , 确定危险等级 。 蒙德评价法则在此基础

4、上 引进了毒性概念 , 并发展了补偿系数等概念 。我国化工厂危险程度分级方法则是通过计算物质指数 、 物量 指数和工艺系数 、 设备系数 、 安全系数 、 环境系数等指标 , 得到工厂的固有危险指数 , 并用工厂安全管理的等 级修正工厂固有危险等级后 , 得出工厂的危险等级 。国家 “八五” 攻关项目 “易燃 、 易爆 、 有毒重大危险源辨 识 、 评价技术研究” 4, 进一步将重大危险源评价分为固有危险性评价与现实危险性评价 。 其中 , 固有危险性 评价主要反映物质的固有特性 、 危险物质生产过程的特点和危险单元内 、 外部环境状况 , 分为事故易发性评 价和事故严重度评价 , 综合考虑了

5、人口密度 、 财产分布密度和气象 、 环境条件等因素 。 文献 46则将危险 源风险评价的影响指标归纳为 :危险物质数量 、 人员密集度 、 危险物质特性 、 安全管理制度 、 工艺过程危害特 性 、 防火设施 、 人员安全素质 、 工艺控制措施 、 建筑及配置的危害特性等多个指标 。尽管危险源风险评价研究已取得一定的进展 , 但现有各种危险源风险评价方法都存在一定的适用范围 和局限性 。 首先 , 现有评价指标及方法自身的缺陷 , 如定性评价方法含有相当高的经验成分 , 指数评价法对3 收 稿日期 :2007204218基金项目 :国家 “ 十五” 科技攻关计划重点项目 (2001BA803

6、B08作者简介 :肖 亮 (19762 , 男 , 江西吉安人 , 博士 , 研究方向为管理科学与工程 . E 2mail :hz 2sigma vip.sina. com. cn 278 东华大学学报 (社会科学版 第 7卷 系统安全保障体系的功能重视不够 , 实际应用意义有限 。其次 , 现有评价指标体系中 , 对周边环境、 管理等方 面的指标因素考虑较少 , 但随着城市化进程的加快 , 许多危险源的地理位置已经由过去的城郊偏僻地段发展成 为比较繁华的市区地段 , 危险源周边环境等因素需要在指标体系中得到充分重视。 最后 , 现有风险评价过分强 调对具体危险品的控制 , 而对生产、 使用、

7、 存放危险物的企业却关注不够。 这与企业是安全管理责任主体的法 律定位不相匹配 , 其先天存在的重技术分析、 轻管理评价的倾向 , 可能影响风险评价结论的准确性。二 、 危险源风险评价指标体系构建(一 风险评价指标的初选为确保危险源风险评价指标体系的合理性 , , 287家具有代表 性的危险源企业进行了全面普查 , 涉及化工 、 、 农业 、 环保等领域 。普查内 容包括企业基本情况 、 、 地理位置信息等 16个子类 , 近 800个栏 目 。 , , 确定以下 19个初选指标 , 指标量化采用 5分 制 , 评分越低越好 , 1表 1 危险源风险评价指标及量化依据序 号 指 标 名 称 量

8、 化 依 据1火灾爆炸危害程度 根据危险物质的闪点温度来量化火灾爆炸的风险程度2毒性危害程度 根据危险物质的剧毒 、 高毒和普通毒性分别赋值3现场危险物质数量 根据危险品物质数量与临界数量的倍数关系赋值4现场危险物质品类 根据危险品品种数量及其相互间化学特性赋值5工艺路线安全性 根据危险品作业工艺路线自身的危险程度赋值6安全科技投入水平 根据财务报表中安全科技设备及费用的投入确定7年利润总额 根据财务报表中年度利润水平来确定8安全管理制度 根据安全管理制度的完善和执行程度来赋值9专职安全员素质 根据专职安全员的文化素质和安全工作年限赋值10安全负责人素质 根据安全负责人是否持证上岗和专业文化素

9、质赋值11现场人员数量 根据作业场所的正常当班人数赋值12现场财产数量 根据作业场所的固定资产总值赋值13周边人员数量 根据事故可能影响范围的人员数量赋值14周边单位数量 根据事故可能影响范围的单位机构赋值15周边危险源数量 根据事故可能影响范围的危险源数量赋值16危险源地理位置 根据危险源所在地点的城市用地性质赋值17以往发生事故数 根据危险源单位以往事故发生次数赋值18以往事故平均损失 根据危险源单位同类事故损失情况赋值19应急预案完善程度 根据专家对各危险源应急预案的评分赋值 (二 评价指标的筛选与检验以上建立的风险评价指标体系只是作为风险影响因素中一些相对重要的指标的罗列与概括 , 其

10、完备 性 、 关联性等结构性能是否符合评价要求 , 将影响评价指标的取舍 。 为确保指标体系的完整性和有效性 , 本 文选择了 90个典型样本的数据 , 对 19个初选评价指标进行了进一步筛选和检验 。1. 评价指标的变异分析评价指标的变异系数反映了观察样本在该指标上取值的离散程度 。 表 2显示 , “安全负责人素质” 、 “ 以 往发生事故数” 、“ 以往事故平均损失” 、“ 应急预案完善程度” 四个指标的标准变异系数均在 0. 3以下 , 表明上 述指标的样本数据精度可能不够 , 至少在现有数据采集和统计条件下不具备区分样本的评价能力 。同时 , 评价指标量化规则主要是通过对杭州 287

11、个普查样本数据进行分析确定的 , 量化规则的不完善也将在一定 程度上影响指标的有效性 。事实上 , 由于国内安全生产监督部门成立时间不长 , 在评价基础数据的积累方面存在着较大的局限性 。 第 4期 肖 亮 :基于层次分析法的危险源企业风险评价模型研究 279 如由于企业瞒报或不报中小事故 , 监管部门实际只掌握重大事故资料 , 以往发生事故数 、 以往事故平均损失 两个指标的事实覆盖面有限 , 难以充分发挥作用 。而应急预案受法律法规的影响 , 几乎所有企业都聘请专 业机构制定了形式上比较完善的应急预案 , 且目前对企业应急预案评价的描述比较模糊 , 缺乏定量统计 , 同 样无法起到区分评价

12、作用 。 尤其值得注意的是 , 企业安全负责人大都是由企业副总以上的高层挂名担任 , 其本身既非专业和专职安全管理人员 , 也没有按照相关规定接受专业安全知识培训 , 且相当多的企业没有 设立专业安全管理机构 , 多重因素导致 “ 安全负责人素质” 指标难以在样本风险评价中发挥显著作用 。 表 2 评价指标的标准差变异系数计算表序 号 指 标 名 称 变异系数 序 号 变异系数 1火灾爆炸危害程度 0. 350. 38 2毒性危害程度 0. 0. 23 3危险品数量 41现场人员数量 0. 64 4周边危险源数量 14年利润总额 0. 61 54215工艺路线安全性 0. 58 60. 391

13、6危险源地理位置 0. 43 70. 4917以往发生事故数 0. 21 80. 7018以往事故平均损失 0. 19 9现场财产数量 0. 4919应急预案完善程度 0. 28 10危险品种类 0. 44 2. 评价指标间的相关性分析在综合评价中 , 指标间相关程度过高反映了评价指标体系的冗余 , 而且常常会夸大相关程度高的指标 所共同代表的某种特征 。 对通过变异系数分析检验的 15个指标之间的相关性进行统计分析 (表 3 , 可以发 现 “ 利润总额” 和 “ 安全科技投入” 之间的相关系数为 0. 945, 相关系数过高 , 如果同时保留 , 将对综合评价结 果产生不利的影响 。 “

14、利润总额” 与 “安全管理制度” 等反映管理水平的指标相比 , 没有显示出显著的相关 性 , 与传统 “ 规模大 、 效益好的企业往往安全管理比较规范” 的想法有明显出入 。 同时 , “危险源地理位置” 和 “ 周边危险源数量 、 周边人员数量 、 周边财产数量” 三个指标表现出较强的相关性 , 这表明随着城市化进程的 加快 , 很多危险源企业以前处于城市郊区但现在已被城市包围 , 对周边区域人员和财产的潜在危险性增大 。 杭州市危险源的普查数据显示 , 全市位于主城区 (不含余杭和萧山 的危险源企业占到 23%以上 。表 3 评价指标的相关系数矩阵 280 东华大学学报 (社会科学版 第

15、7卷 3. 评价指标的因子分析进一步分析 , 剔除 “ 利润总额” 和 “危险源地理位置” 指标 , 同时 , 考虑到应急预案对于危险源管理的重要 性 , 将其重新纳入到入选指标体系中 。 值得注意的是 , 建立模型过程中剔除了部分指标 , 但并不是说这些指 标本身不重要 , 而是或者被剔除指标与其余指标之间显著不相关 , 或者其可以表示为其他指标的线性组合 形式 , 或者在现有条件下取值难以反映样本差异性 。对上述指标进行因子分析 , 经正交旋转 , 得到各主成分总方差分解表及系数矩阵 , 如表 4和表 5。可以 发现 , 提取 5个公因子 , 累计方差贡献率为 86. 3%。第一主成分是火

16、灾爆炸危险 、 毒性危险程度 、 危险品种类 、 危险品数量 、量 , 反映了危险物质自身固有的危险性程度 。第二主成分包括应急预案完善程度 、 , 反映了企业通过建立 健全安全管理体系 , 。第三主成分是设施设备安全性 、 , 在一定程度上综合反映了企业设 。上述指标综合反映了危险源企业对风险抵消能力 的重要性 , 。 以杭州市 2005年统计数据 为例 , , 即便是设备维护不佳 、 检验方案缺陷也可以 。第四 、 五主成分总体反映了危险源对企业及周边环境潜在危害的严重程度 。其中 , 第四主成分包括现 场财产数量和现场人员数量 , 它反映了危险源可能造成的作业现场企业人员伤亡和财产损失情

17、况 , 是危险 源发生事故最直接的危害后果 。 第五主成分包括周边人员数量和周边单位数量 , 两个指标均反映了危险源 对周边环境的潜在危害程度 。表 4 总方差分解表因子 特征值 方差贡献 /%累计方差贡献率 /%因子 特征值 方差贡献 /%累计方差贡献率 /% 15. 7740. 4120. 41241. 2150. 0870. 78822. 2810. 1630. 57551. 0490. 0750. 86331. 7560. 1250. 701表 5 旋转后的因子负载矩阵指 标 名 称公 因 子12345火灾爆炸危险 0. 96180. 11450. 01920. 13290. 2139

18、毒性危险程度 0. 90010. 12770. 04590. 03420. 1131危险品种类 0. 86350. 11020. 26440. 14600. 1692危险品数量 0. 81180. 1423-0. 04850. 01050. 1641周边危险源 0. 77270. 49070. 0168-0. 0630-0. 1520应急预案完善 -0. 03730. 8587-0. 0990-0. 1994-0. 0707专职安全员素质 0. 12710. 7030-0. 22430. 19020. 1253安全管理制度 0. 17590. 5514-0. 01150. 12430. 147

19、3安全科技投入 0. 1274-0. 13070. 6328-0. 1322-0. 0076工艺路线安全性 -0. 2988-0. 21140. 49430. 0024-0. 1321现场财产数量 0. 11700. 11400. 15040. 6672-0. 1132现场人员数量 0. 16170. 0106-0. 11860. 55150. 0474周边人员数量 0. 21170. 1672-0. 30550. 04320. 7721周边单位数量 -0. 1195-0. 05020. 2285-0. 12240. 6721 第 4期 肖 亮 :基于层次分析法的危险源企业风险评价模型研究 2

20、81 三 、 基于 A H P 的风险综合评价模型及实证研究层次分析法成功应用于危险源企业风险评价的关键是确定评价指标及指标层次 、 权重 。综合前面统计 分析所揭示的指标关系 , 进一步将 14个入选指标提炼为危险源固有风险 、 危险源风险抵消能力和危险源事 故后果三类一级评价准则 , 并根据 23份专家权重调查问卷 (其中 3份无效 , 运用 A H P 原理 , 计算得到各指 标层的权重系数如表 7所示 。 其中第一层指标的计算过程如表 6所示 。表 6 基于 AHP危险源企业风险评价指标 A1权 重 系 数 危险源固有风险程度 (A1 11. 93470. 422危险源风险抵消能力 (

21、A2 0. 7283. 53380. 418危险源危害后果程度 (A3 0. 0. 283010. 160max =3. ,1. 3, C. R =R. I=0. 08160. 1表 7 基于 AHP 赋权的风险综合评价模型第 一 层 第 二 层 第 三 层 权 重 指 标危险源固有风险程度 危险源物质固有风险 火灾爆炸危害 0. 505(0. 377 毒性危害程度 0. 495(0. 422 危险源企业固有风险 危险品种类 0. 330(0. 623 危险品数量 0. 443周边危险源 0. 227危险源风险抵消能力 危险源管理制度风险 应急预案完善程度 0. 332(0. 552 专职安全

22、员素质 0. 272(0. 418 安全管理制度 0. 396危险源管理技术风险 安全科技投入 0. 574(0. 448 工艺路线安全性 0. 426危险源危害后果程度 危险源现场危害风险 现场财产数量 0. 125(0. 312 现场人员数量 0. 875(0. 16 危险源社会危害风险 周边人员数量 0. 872(0. 688 周边财产数量 0. 128 运用构建的 A HP 风险评价模型对样本企业中的部分企业 (随机抽取 进行了应用分析 , 得到风险评价 结果如表 8所示 。 该评价结果的合理性和有效性得到了应用单位和专家的充分认可 。表 8 样本企业风险综合评价得分与排序 (部分样本

23、数据 企 业 名 称 评 价 得 分 排序杭州某化工有限公司 2. 1761浙江某集团某农药厂 2. 0442建德市某化工有限公司 2. 0333浙江某集团某化工二厂 1. 9894杭州某香料化学公司 1. 9345杭州某化学品有限公司 1. 9296桐庐某烟花有限公司 1. 9267建德市某化工有限公司 1. 8928杭州某危险品转运站 1. 7669杭州某集团某化工公司 1. 74410杭州某生物保健品公司 1. 72011企 业 名 称 评 价 得 分 排序杭州某加油站有限公司 1. 70412桐庐某五金电镀厂 1. 68113浙江某集团有机硅厂 1. 65014杭州某化工有限公司 1.

24、 64715萧山某气体有限公司 1. 62616杭州某化工有限公司 1. 60617建德市某管道燃气公司 1. 59718桐庐某特种气体公司 1. 54519杭州某农化有限公司 1. 50820杭州某化工有限公司 1. 49821杭州某农药化工公司 1. 48822 282 东华大学学报 ( 社会科学版 第7 卷 续 表 企 业 名 称 桐庐某电镀厂 杭州某医药集团公司 杭州某包材有限公司 杭州某液化石油气公司 评 价 得 分 1. 484 1. 472 1. 470 1. 467 排序 23 24 25 26 企 业 名 称 杭州某制氧气厂 杭州某食品有限公司 桐庐某公司化工原料子公司 桐庐某镀锌厂 评 价 得 分 1. 454 1. 452 1. 450 1. 443 排序 27 28 29 30 四、 结语 危险源风险程度不仅与危险源物质特性的固有风险有关 ,更大程度上受危险源风险管理技术和水平因 素影响 。尤其是随着城市化进程的加快和安全科技水平的提高 ,使得危险源